Duży mały i ludzki umysł Audiobook.

Roger Penrose, Abner Shimoni, Nancy Cartwright, Stephen Hawking

Oryginalne, jasne i powodujące pomysły Rogera Penrose dotyczące procesów występujących w Gigantycznym świecie Wszechświata, w mikrometrze fizyki kwantowej i ludzkiego mózgu, więcej niż raz stał się przedmiotem ostrej kontrowersji i dyskusji. Niektóre z tych pomysłów są już znane czytelnikom na poprzednie książki: Nowy umysł cesarza ("Nowy umysł króla") i Cienie umysłu ("Cienie umysłu"). W proponowanej książce Penrose podsumowuje i rozwija je dalej, a także daje doskonały przegląd wielu nierozwiązanych problemów współczesnej fizyki. Penrose radykalne koncepcje dozwolone w nowym sposobie wyjaśnienia pracy mózgu i natury ludzkiej świadomości.

W kontrowersji z autorem w tej książce, trzech naukowców związanych z różnymi naukowymi dyscyplinami weszli, - znanych specjalistów w filozofii nauki Abner Shimoni i Nancy Cartwright, a także słynnego fizyka teoretycznego i astrofizycy Stephen Hawking. W ostatni rozdział Roger Penrose Books, kontynuując tę \u200b\u200bniezwykle interesującą dyskusję, spełnia jego przeciwnikom. Czytelnik ma możliwość zapoznania się z własnym, bardzo niestandardowym (czasami nawet komicznym) punktem widzenia największej teoretyki fizycznej na najważniejszych problemach nowoczesna nauka.

Cambridge University Prasa Wydawnictwo jest w dużej mierze zobowiązane do współpracy z prezydentem i członkami Towarzystwa Claire Hall, Cambridge, pod którym patronatu odbyły się na wykładach dziesięciodujących 1995 na wartościach uniwersalnych, które urodziły tę książkę.

Roger Penrose Rosbollovsky Profesor, profesor Matematyki Uniwersytet Oxford

Abner Shimoni Honorowy profesor filozofii i fizyki Boston University Nancy Cartwright Profesor filozofii, logiki i nauki Studia wyższej Szkoły Gospodarki Ekonomicznej i Polityki (LSE)

Stephen Hawking Lukashian Profesor University of Cambridge

Pożyczone rysunki

Nowy umysł cesarza, R. Penrose, 1989. Oxford: Oxford University Press. 1.6, 1,8, 1.11, 1,12, 1.13, 1,16 lit. a), (b) i (c), 1,18, 1,19, 1,24, 1,25, 1,26, 1,28 lit. a) ib), 1,29, 1,30, 2.2, 2,5 ( a), 3.20.

Cienie umysłu, R. Penrose, 1994. Oxford: Oxford University Press. 1.14, 2.3, 2,4, 2,5 (b), 2.6, 2,7, 2,19, 2.20, 3,7, 3,8, 3,10, 3.11, 3.12.3.13,3.14.3.16,3.17.3.18.

Astrofizyka o wysokiej energii., Tom 2, M. S. LargAir, 1994. Cambridge: Cambridge University Press. 1.15, 1.22.

PRZEDMIOTOWY TRYSPORY.

Złożoność i różnorodność pytań rozpatrywanych w Księdze R. Penrose, popyt, aby zapobiec jego tłumaczeniu przynajmniej bardzo krótkie uwagi. Po pierwsze, gdy sam autor przekonuje, mechanika kwantowa jest daleko od kompletności, ale także z jedności podejścia metodologicznego. Dla kilkudziesięciu lat sporów dotyczących zasad fizyki kwantowej, ogromna literatura na wielu kwestiach rozważanych (na przykład, całe biblioteki zostały już napisane o słynnym Schrödinger Cat). W tej monstrualnej tablicy informacji, filozoficznych, metodologicznych i naukowych sprzeczności ma naturalnie przestawiany (lub odrodzony) w językową i terminologiczną. Czytelnik może uzyskać jakiś pomysł na obecny stan wydania w sprawie artykułu MB MENKY "Mechanika kwantowa: nowe eksperymenty, nowe aplikacje i nowe sformułowanie starych pytań" (sukcesy nauk fizycznych, tom 170, nr 6, 2000, s. 631) I spowodowało jej dyskusję (UFN, 2001; t. 171, nr 4, s. 437-462; UFN, 2001; t. 171, nr 6, s. 625 -647).

Specjalne trudności pojawiają się podczas tłumaczenia sekcji związanych z proponowaną hipotezą R. Penrose o charakterze kwantowym ludzkiej świadomości. Warunki związane z psychologią (typ rosyjskiego dusza, myśli, świadomość, świadomość lub angielski umysł, świadomość, świadomy), nie tylko słabo zdefiniowany i niejasny (w porównaniu do fizycznych), ale są również znacznie gorsze niż tłumaczenie (na przykład koncepcja używana przez penrose inteligencja Praktycznie nie ma jednoznacznej interpretacji rosyjskiej).

Okoliczności te bardzo komplikują tłumaczenie małej książki pod względem objętości książki, ale tłumacz i redaktor nadal mają nadzieję, że udało im się utrzymać oryginalny i wolny styl autora i wystarczająco dobrze, aby przejść złożony Jego rozumowanie.

A. V. KHACHOYAN.

Przedmowa. Malcolm Longeir.

W ciągu ostatniej dekady wiele książek pojawiło się, w których wybitni uczeni naszych czasów starają się wyjaśnić szerokim czytelnikowi istotę i wyjątkowe zainteresowanie ich badań w różnych dziedzinach wiedzy. Najbardziej znanym z nich stało się słynnym " Krótka historia Czas "Stephen Hawking (który miał taki uderzający sukces, że jej publikacja stała się zauważalnym zjawiskiem w historii światowej literatury naukowej i popularnej), James Graxe Glaika" Chaos "(który z powodzeniem pokazał, że najtrudniejsze badania naukowe jest czasami podobne do Ekscytujący detektyw) i "marzenia o teorii końcowej" Stephen Weinberg, który dokonał najnowszych osiągnięć w fizyce cząstek elementarnych, zrozumiałych i interesujących.

Nawet wśród takich znanych prac, poprzednia książka Roger Penrose "New Mind of the King" (1989) jest przydzielona z jego oryginalnością. Podczas gdy inni autorzy zwykle próbują po prostu przekazać znaczenie i znaczenie osiągnięć współczesnej nauki, Roger ryzykował zaoferować czytelników zupełnie nowy, czasami oszałamiająca możliwość istnienia jakiegoś istnienia, (do tej pory nawet nie sformułował The End) Teoria podstawowych procesów umożliwiających łączenie prawie niepotrzebnego przyjaciela z inną teorią związaną z najbardziej zróżnicowanymi naukami (fizyki, matematyki, biologii, neurofizjologii, a nawet filozofii). Nie jest zaskakujące, że książka "Nowy Umysł Króla" spowodował ostre kontrowersje, w wyniku którego autor musiał opublikować książkę "Cienie Rass" w 1994 r., W którym próbował nie tylko odpowiedzieć na jego liczne Krytycy, ale także rozwijać dalsze proponowane pomysły. W 1995 r. R. Penrose został zaproszony do przeczytania znanych wykładów Tenner, gdzie przedstawił ogólny przegląd swojej koncepcji i wezwał do dyskusji na temat jego najsłynniejszych przeciwników, Abner Shimoni, Nancy Cartwright i Stephen Hawking. Trzy wykłady cyklu wyniosły pierwsze trzy rozdziały oferowane czytelnikowi książki zawierającej krótkie wprowadzenie do kręgu pomysłów szczegółowo przez autora w wyżej wymienionych księgach. Następujące trzy rozdziały (4-6) zawierają argumenty wymienionych uczestników dyskusji, aw ostatnim rozdziale 7 Penrose Uwagi dotyczące komentarzy otrzymanych i podsumowuje wyniki dyskusji.

Właściwie napisane przez sekcje Penrose są dość elokwentne, dlatego moja przedmowa ma na celu przygotowanie czytelnika do omówienia niektórych raczej złożonych problemów współczesnej nauki pod uwagę poniżej. R. Penrose jest uważany za jednego z najbardziej błyskotliwych matematyków nowoczesności, ale jego badania zawsze miały bardzo surowe uzasadnienie fizyczne. Międzynarodowe uznanie i chwałę zniechęciła swoje osiągnięcia w astrofizyce i kosmologii związanej z relatywistyczną teorią ciężkości, a wiele dzieł zostało wykonanych przez niego razem z Stephen Hawking. Jedną z twierdzeń sformułowanych w tej dziedzinie dowodzi, że (zgodnie z klasyczną relatywistyczną teorią grawitacji) wewnątrz tak zwanych czarnych dziur, fizycznych osobliwości przestrzeni pojawiają się, tj. W niektórych punktach krzywizna przestrzeni (lub odpowiednio gęstości materii) staje się nieskończenie duża. Drugi twierdzenie o "Infinity" twierdzi, że klasyczna relatywistyczna teoria grawitacji nieuchronnie prowadzi do osobliwości tego typu w modelach kosmologicznych związanych z dużą eksplozją. Te teoremy pokazują, że teoria, w której używaliśmy, są nadal bardzo daleko od kompletności, ponieważ w zamkniętych i dojrzałych budynkach fizycznych, takie same osobliwości nie powinny wystąpić.

Prace te są częścią rozległego wkładu R. Penrose do różnych odcinków fizyki i matematyki. Fizyka dobrze znają proces penrose (w których cząsteczki pochłaniają energię rotacji w czarnych otworach) i są one szeroko stosowane przez diagramy stworzone przez nich, aby opisać zachowanie substancji w sąsiedztwie czarnych otworów. Piękna geometria (czasami przypominająca malowanie) wielu takich zjawisk jest wyraźnie reprezentowane przez samego autora w pierwszych trzech rozdziałach książki. Niektóre aspekty problemów rozważanych są już powszechnie znane opinii publicznej w "niemożliwych" budynkach i zdjęciach słynnego artysty Escher Maurice i tak zwanej "mozaiki" najwięcej penrose. Co ciekawe, M. Escher, aby stworzyć jakieś ryby (dokładnie te, na których próba przedstawienia "niemożliwe") zainspirowała jeden z artykułów napisanych przez R. Ponrose i jego ojca L. S. Penrose. W Ch. 1 Hiperbolic Geometryczna konstrukcja Penrose słynna seria Grawerowanie M. Escher "Limit Circle". W związku z tym nie można wymienić "mozaiki", ani "więzi" przez samą penrose, co umożliwia w pełni pokrycie nieskończonej płaszczyzny o niewielkiej liczbie gatunków prostych figur geometrycznych określonego typu. Główną i najcięższą stroną matematyczną problemu jest to, że wzór, który pozwala rozwiązać to zadanie, nie jest rafinacja. To zadanie geometryczne nagle występuje w Ch. 3 książki w związku z możliwością określenia ścisłych operacji obliczeniowych komputerów.

Oryginalne, jasne i powodujące pomysły Rogera Penrose dotyczące procesów występujących w świecie cywilnym wszechświata, w mikrometrze fizyki kwantowej i ludzkiego mózgu, więcej niż raz stał się przedmiotem ostrej kontrowersji i dyskusji. Niektóre z tych pomysłów są już znane czytelnikom na poprzednie książki: Nowy umysł Emperor ("Nowy Umysł Króla") i Cienie Umysłu ("Shadows of Mind"). W proponowanej książce Penrose uogólnia i Rozwija je dalej, a także daje wspaniały przegląd wielu nierozwiązanych problemów współczesnej fizyki.

Penrose radykalne koncepcje dozwolone w nowym sposobie wyjaśnienia pracy mózgu i natury ludzkiej świadomości. Trzy naukowcy związani z różnymi dyscyplinami naukowymi weszli do kontrowersji z autorem w tej książce - znanych specjalistów, ale filozofia nauki Abner Shimoni i Nancy Cartwright, a także słynnego fizyka teoretycznego i astrofizycy Stephen Hawking. W ostatnim rozdziale książki Roger Penrose, kontynuując tę \u200b\u200bniezwykle interesującą dyskusję, spełnia jego przeciwnikom. Czytelnik ma możliwość zapoznania się z własnym, bardzo niestandardowym (czasami nawet komicznym) punktem widzenia największego teoretyki fizycznej na najważniejszych problemach współczesnej nauki.

W ciągu ostatniej dekady wiele książek pojawiło się, w których wybitni uczeni naszych czasów starają się wyjaśnić szerokim czytelnikowi istotę i wyjątkowe zainteresowanie ich badań w różnych dziedzinach wiedzy. Najbardziej znanym z nich stało się słynną "krótką historią" Stephen Hawking (która miała tak uderzający sukces, że jej publikacja stała się zauważalnym zjawiskiem w historii światowej literatury naukowej i popularnej), książki Jamesa Gake'a "Chaos" ( W którym pomyślnie pokazano, że najtrudniejsze wywoławki naukowe są czasami podobne do ekscytującego detektywu) i "marzenia o teorii końcowej" Stephen Weinberg, który dokonał najnowszych osiągnięć w fizyce cząstek elementarnych.

Nie jest zaskakujące, że książka "Nowy Umysł Króla" spowodował ostre kontrowersje, w wyniku którego autor musiał opublikować książkę "Cienie Rass" w 1994 r., W którym próbował nie tylko odpowiedzieć na jego liczne Krytycy, ale także rozwijać dalsze proponowane pomysły. W 1995 r. R. Penrose został zaproszony do przeczytania znanych wykładów Tenner, gdzie przedstawił ogólny przegląd swojej koncepcji i wezwał do dyskusji na temat jego najsłynniejszych przeciwników, Abner Shimoni, Nancy Cartwright i Stephen Hawking. Trzy wykłady cyklu wyniosły pierwsze trzy rozdziały oferowane czytelnikowi książki zawierającej krótkie wprowadzenie do kręgu pomysłów szczegółowo przez autora w wyżej wymienionych księgach. Następujące trzy rozdziały (4 -6) zawierają argumenty omawianych wspomnianych uczestników, aw ostatnim rozdziale 7 Penrose uwagi na temat komentarzy otrzymanych i podsumowuje wyniki dyskusji.

Drugi twierdzenie o "Infinity" twierdzi, że klasyczna relatywistyczna teoria grawitacji nieuchronnie prowadzi do osobliwości tego typu w modelach kosmologicznych związanych z dużą eksplozją. Te teoremy pokazują, że teoria, w której używaliśmy, są nadal bardzo daleko od kompletności, ponieważ w zamkniętych i dojrzałych budynkach fizycznych, takie same osobliwości nie powinny wystąpić.

Prace te są częścią rozległego wkładu R. Penrose do różnych odcinków fizyki i matematyki. Fizyka dobrze znają proces penrose (w których cząsteczki pochłaniają energię rotacji w czarnych otworach) i są one szeroko stosowane przez diagramy stworzone przez nich, aby opisać zachowanie substancji w sąsiedztwie czarnych otworów. Piękna geometria (czasami przypominająca malowanie) wielu takich zjawisk jest wyraźnie reprezentowane przez samego autora w pierwszych trzech rozdziałach książki. Niektóre aspekty problemów rozważanych są już powszechnie znane opinii publicznej w "niemożliwych" budynkach i zdjęciach słynnego artysty Escher Maurice i tak zwanej "mozaiki" najwięcej penrose. Co ciekawe, M. Escher, aby stworzyć jakieś ryby (dokładnie te, na których próba przedstawienia "niemożliwe") zainspirowała jeden z artykułów napisanych przez R. Ponrose i jego ojca L. S. Penrose. W Ch. 1 hiperboliczne konstrukcje geometryczne Penrose są zilustrowane dobrze znaną serią rycin M. Escher "Krążkę limitową". W tym względzie niemożliwe jest nie wspominając o "mozaiki" lub "więzi" przez samą penrose, która pozwala
W pełni obejmuje nieskończoną płaszczyznę małą liczbą gatunków prostych kształtów geometrycznych określonego typu. Główną i najcięższą stroną matematyczną problemu jest to, że wzór, który pozwala rozwiązać to zadanie, nie jest rafinacja. To zadanie geometryczne nagle występuje w Ch. 3 książki w związku z możliwością określenia ścisłych operacji obliczeniowych komputerów.

Penrose zarządzał nie tylko do opracowania wielu genialnych podejść matematycznych, ale także z powodzeniem stosować je do rozwiązania najbardziej skomplikowanych konkretnych zadań współczesnej fizyki. Kwestie, o których mowa zawsze okazują się bardzo ważne i interesujące. Teraz fizyka są przekonani, że teoria dużej eksplozji daje nam dość wierny obraz pojawienia się wszechświata, ale nadal jest daleko od kompletności i nadal nie znamy wielu podstawowych praw, które określają jego główne cechy w wieku jednej tysięczną sekund po urodzeniu do dnia dzisiejszego. Aby odtworzyć pełny obraz, nadal musimy określić warunki wstępne, jednak wszystkie prawa fizyksów odnoszą się tylko do dość "starego" wszechświata, którego wiek przekracza wymienioną linię jednej tysięcznej sekundy. Dlatego nadal musimy podejmować rozsądny sposób na ekstrapolowanie znanych nam przepisów. Doskonale sobie wyobraziliśmy wymagane warunki początkowe, ale niewiele wiemy o generowaniu ich przyczyn, a ten problem pozostaje centralny dla wszystkich nowoczesnych kosmologii.

Zwykle w kosmologii stosuje się model wszechświata relacyjnego (inflacyjnego), ale nawet w tym modelu, aby opisać pewne cechy procesu, konieczne jest wprowadzenie parametrów charakterystycznych dla wczesnych, tzw. Era Plancka wszechświata (10 "43 C), gdy wystąpił najważniejszy czas w tym wyjątkowo krótkim okresie. Zdarzenia, których konsekwencje próbują opisać współczesną naukę.

Biorąc ogólnie znane malowanie dużej eksplozji, Roger Penrose odmawia modelu inflacyjnego i zakłada, że \u200b\u200bna najwcześniejszym etapie rozwój wszechświata był określony przez nieznane prawa fizyczne związane z teorią kwantową grawitacyjną. Uważa, że \u200b\u200bliczne próby zbudowania takiej teorii nie były ukoronowane powodzeniem właśnie dlatego, że zadanie zostało nieprawidłowo dostarczone teoretycznie. Jego argumenty są związane przede wszystkim z problemem określenia entropii wszechświata, uważany za jednego obiektu. Ponieważ entropia (bardzo prosty - stopień niezapomnianego systemu) wzrasta w czasie, wszechświat powinien powstać z bardzo uporządkowanego stanu o bardzo niskiej entropii.

Prawdopodobieństwo przypadkowego pojawienia się takiego państwa jest wyskakujące niewielkie, w wyniku której Penrose sugeruje, że zadanie można rozwiązać tylko w ramach dokładnej teorii kwantowej grawitacji. W Ch. 2 są rozpatrywane. częste problemy Kwantyfikacja i fizyka kwantowa, która (wraz z jego relatywistą uogólnieniem - teorię pola kwantowego) od dawna i bardzo z powodzeniem stosowane do opisania właściwości poszczególnych atomów i cząstek, a także wyjaśnić wyniki eksperymentalne w fizyce jądrowej. Jednak tylko w ostatnich latach zaczęliśmy rozumieć głębokie znaczenie tej teorii. Penrose był w stanie doskonale pokazać, że w swojej wewnętrznej strukturze, bardzo trudne (intuicyjnie nieokieliczne) reprezentacje, które nie mają analogów w mechanice klasycznej. Na przykład, żadna lokalizacja oznacza, że \u200b\u200bgdy pojawia się para cząstek antiparticle, każdy z nich zachowuje "pamięć" o procesie urodzenia w tym sensie, że cząstki te nie można uznać za całkowicie niezależne od siebie. Roger wyjaśnia to fakt, że "zamieszanie kwantowe obiektów jest niesamowitym zjawiskiem, który leży gdzieś między ich rozdzieleniem i stowarzyszeniem". Mechanika kwantowa pozwala nam nawet otrzymywać informacje o procesach, które się nie stało, ale można je wdrożyć. Różnica między mechanikami klasycznymi i kwantowymi jest szczególnie wymawiana w bardzo niezwykłym (z zwykłego punktu widzenia) problem tzw bomb bomb w eksperymencie Elsur-Vaidman.

Przejście przeprowadza się za pomocą tak zwanego "załamania funkcji falowej" lub "Redukcja stanu wektora stanu". Penrose jest przekonany, że jednocześnie standardowy przyjęcie mechaniczne kwantowe straciło bardzo znaczącą część obrazu świata fizycznego, i musimy się doskonale rozwijać nowa teoriaCo będzie włączyć określoną "obiektywną redukcję funkcji fal". Taka teoria zostanie zredukowana do konwencjonalnej teorii kwantowej i teorii pola kwantowego, ale powinna również opisać nowe zjawiska fizyczne (w szczególności, powinno pozwolić nam rozwiązać zadanie kwantyzacji pola grawitacyjnego i dać opis wczesny okres rozwój wszechświata).

W Ch. 3 Penrose próbuje zidentyfikować wspólne cechy związane z matematyką, fizyką i ludzką świadomością. Jeśli myślisz o tym, naprawdę uderza, że \u200b\u200bw najbardziej pozornie logicznych i abstrakcyjnych regionach fizyki i matematyki nie jest możliwe tworzenie programów dla naszych zwykłych komputerów dyskretnych (nawet dla najbardziej dokładnych i większości największych pamięci). Wszystkie komputery mogą być praktycznie nie mogą, na przykład, aby udowodnić matematyczne twierdzenia, jako zwykli ludzie matematyki. Wszystko to z drugiej strony jest doskonale spójne z jedną opcją słynnego twierdzenia Gödel, które w interpretacji Penroza oznacza, że \u200b\u200bwnioski matematyczne (oraz ogólnie mówią, wszystkie procesy związane z myśleniem i zachowaniem) są przeprowadzane "nie szanujące "sposób. Wniosek ten wydaje się bardzo owocny, jeśli tylko dlatego, że jesteśmy intuicyjni, że prawie wszystkie nasze działania "świadomej percepcji" nie mogą zostać zredukowane do operacji obliczeniowych. Większość wcześniej wymienionych w poprzedniej książce Penrose "The Shadows Umysłu" poświęcono tej konkretnej interpretacji twierdzenia Gödel, który ma szczególne znaczenie dla wszystkich logicznych konstrukcji autora.

Penrose nagle widzi wiele wspólnych między głównymi problemami mechaników kwantowych i procesów świadomości. Na przykład uważa, że \u200b\u200bspójność nielokalizowana i kwantowa może wyjaśnić, że wiedza może być związana, w swojej opinii, z obiektywnym upadkiem fali funkcji zmiennych makroskopowych. Penrose nie tylko formułuje te bardzo ogólne zasady mózgu, ale także próbując bezpośrednio zidentyfikować strukturę w mózgu odpowiadającym określonym procesom fizycznym.

Oczywiście wprowadzenie do książki jest bardzo słabe, może odzwierciedlać oryginalność, bogactwo i błyskotliwość oferowany przez autora pomysłów i koncepcji, ale chciałbym ponownie narysować uwagę czytelnika do głównych kierunków odgrywania ważnej roli do zrozumienia . Autor wpływa przede wszystkim do cudownej zdolności matematyki, aby faktycznie opisować podstawowe procesy natury. Penrose jest przekonany, że w pewnym sensie nasz świat fizyczny jest przejawem Platoni World Ility Mathematical. Obecnie, oczywiście, nikt nie próbuje przynieść matematyki przed próbami opisywania otaczającego świata lub montażu eksperymentalnie obserwowanych wzorców do formuł matematycznych. W rzeczywistości próbujemy teraz zrozumieć strukturę wszechświata, na podstawie niektórych ogólne zasady i od samego prawa matematyki.

Nie jest zaskakujące, że proponowane w książce, takie śmiałych hipotez stały się przedmiotem ostrego kontrowersji, w którym naukowcy byli zaangażowani w najbardziej różnych specjalności i orientacji intelektualnej. Abner Shimoni na wiele sposobów uzgodnionych z penrose (na przykład uznaje niekompletność zwykłego sformułowania mechaniki kwantowej i zgadza się, że niektóre kwantowe występy mechaniczne są w pełni odpowiednie do opisania pracy mózgu), ale porównuje Roger Penropus z " Wspinacz, który wspina się nie na tej górze "i jest gotowa zaoferować własne podejścia do projektowania do rozwiązania tych zadań. Nancy Cartwright jest poproszony o fundamentalne znaczenie dla kwestii filozofii na temat tego, jakie nauk powinny opierać się na podstawie zrozumienia charakteru świadomości i jaka jest rola fizyki. Podnosi również dyskusję bardzo ostry temat zgodności (lub zawiera informacje o sobie) praw różnych naukowych
Dyscypliny. Najbardziej krytycznym jest sekcja napisana przez Stephena Hawking, starego przyjaciela i kolegi Penurose. W wielu ocenach jest to stanowisko jastrzębie najbliższego punktu widzenia widzenia "medium fizyki". Oferuje autor przede wszystkim do opracowania procedury szczegółowej odzyskiwania (redukcja) funkcji fal. Jednak Hawking nie uważa, że \u200b\u200bopinia fizyków na temat problemów świadomości ma pewną specjalną wartość. Pojawienie się takich komentarzy jest dość naturalne, a penrose próbuje obalić je w swojej ogólnej odpowiedzi, która skomponuje ostateczny rozdział książki.

Jednym z zadań Penrose, zdecydowanie postanowił z brokatem - stworzył manifest lub program rozwoju fizyki teoretycznej XXI wieku. W trzech pierwszych rozdziałach książki udało mu się przedstawić połączone zdjęcie, w jaki sposób całkowicie nowa fizyka została "ułożona", oparta na ogólnej idei nie obliczania niektórych operacji i obiektywnej przywrócenia funkcji falowych, co jest Główna idea książki. Poprawność proponowanych pojęć ostatecznie zostanie ustalona, \u200b\u200bczy penrose i jego zwolennicy mogą naprawdę stworzyć fizyczną teorię nowego typu. W każdym razie, nawet jeśli prace nad tym programem nie doprowadzi do szybkiego sukcesu, główne idee, w moim głębokim przekonaniu, będzie owocnym wpływem na przyszły rozwój fizyki teoretycznej i matematyki.

Elektroniczna wersja książki jest przeznaczona wyłącznie do zapoznawania. Jeśli podobał ci się treść książki, kup ją, wspierając autora!

Aktualna strona: 1 (łącznie 12 stron)

Roger Penrose, Abner Shimoni, Nancy Cartwright, Stephen Hawking
Duży, mały i ludzki umysł

W kontrowersji z autorem w tej książce, trzech naukowców związanych z różnymi naukowymi dyscyplinami weszli, - znanych specjalistów w filozofii nauki Abner Shimoni i Nancy Cartwright, a także słynnego fizyka teoretycznego i astrofizycy Stephen Hawking. W ostatnim rozdziale książki Roger Penrose, kontynuując tę \u200b\u200bniezwykle interesującą dyskusję, spełnia jego przeciwnikom. Czytelnik ma możliwość zapoznania się z własnym, bardzo niestandardowym (czasami nawet komicznym) punktem widzenia największego teoretyki fizycznej na najważniejszych problemach współczesnej nauki.

O autorach.

Roger Penrose Rosbollovsky profesor 1
Około. ed.

Profesor Matematyki Uniwersytet Oxford

Abner Shimoni Honorowy profesor filozofii i fizyki Boston University Nancy Cartwright Profesor filozofii, logiki i nauki Studia wyższej Szkoły Gospodarki Ekonomicznej i Polityki (LSE)

Stephen Hawking Lucashian Profesor 1
Profesor na departamentach ustanowionych na cześć Rose Balla i Lucas. Honor zajmujący "zarejestrowanych" działów jest dostarczane tylko przez wybitnego naukowca. Na przykład profesorowie Wydziałów Lukasian byli Newton i Dirac. - Około. ed.

Uniwersytet Cambridge

Pożyczone rysunki

Cienie umysłu, R. Penrose, 1994. Oxford: Oxford University Press. 1.14, 2.3, 2,4, 2,5 (b), 2.6, 2,7, 2,19, 2.20, 3,7, 3,8, 3,10, 3.11, 3.12.3.13,3.14.3.16,3.17.3.18.

Astrofizyka o wysokiej energii., Tom 2, M. S. LargAir, 1994. Cambridge: Cambridge University Press. 1.15, 1.22.

PRZEDMIOTOWY TRYSPORY.

Okoliczności te są bardzo skomplikowane przez tłumaczenie małego objętości książki, ale tłumacz i redaktor nadal mają nadzieję, że udało im się zachować oryginalny i wolny styl autora i wystarczająco prawidłowo przekazują złożony kurs jego rozumowania.

A. V. KHACHOYAN.

Przedmowa. Malcolm Longeir.

W ciągu ostatniej dekady wiele książek pojawiło się, w których wybitni uczeni naszych czasów starają się wyjaśnić szerokim czytelnikowi istotę i wyjątkowe zainteresowanie ich badań w różnych dziedzinach wiedzy. Najbardziej znanym z nich stało się słynną "krótką historią" Stephen Hawking (która miała tak uderzający sukces, że jej publikacja stała się zauważalnym zjawiskiem w historii światowej literatury naukowej i popularnej), książki Jamesa Gake'a "Chaos" ( W którym pomyślnie pokazano, że najtrudniejsze wywoławki naukowe są czasami podobne do ekscytującego detektywu) i "marzenia o teorii końcowej" Stephen Weinberg, który dokonał najnowszych osiągnięć w fizyce cząstek elementarnych.

Prace te są częścią rozległego wkładu R. Penrose do różnych odcinków fizyki i matematyki. Fizyka dobrze znają proces penrose (w których cząsteczki pochłaniają energię rotacji w czarnych otworach) i są one szeroko stosowane przez diagramy stworzone przez nich, aby opisać zachowanie substancji w sąsiedztwie czarnych otworów. Piękna geometria (czasami przypominająca malowanie) wielu takich zjawisk jest wyraźnie reprezentowane przez samego autora w pierwszych trzech rozdziałach książki. Niektóre aspekty problemów rozważanych są już powszechnie znane opinii publicznej w "niemożliwych" budynkach i zdjęciach słynnego artysty Escher Maurice i tak zwanej "mozaiki" najwięcej penrose. Co ciekawe, M. Escher, aby stworzyć jakieś ryby (dokładnie te, na których próba przedstawienia "niemożliwe") zainspirowała jeden z artykułów napisanych przez R. Ponrose i jego ojca L. S. Penrose. W Ch. 1 hiperboliczne konstrukcje geometryczne Penrose są zilustrowane dobrze znaną serią rycin M. Escher "Krążkę limitową". W związku z tym nie można wymienić "mozaiki", ani "więzi" przez samą penrose, co umożliwia w pełni pokrycie nieskończonej płaszczyzny o niewielkiej liczbie gatunków prostych figur geometrycznych określonego typu. Główną i najcięższą stroną matematyczną problemu jest to, że wzór, który pozwala rozwiązać to zadanie, nie jest rafinacja. To zadanie geometryczne nagle występuje w Ch. 3 książki w związku z możliwością określenia ścisłych operacji obliczeniowych komputerów.

Zwykle w kosmologii stosuje się model wszechświata relacji (inflacyjny), ale nawet w tym modelu, aby opisać pewne cechy procesu, konieczne jest wprowadzenie parametrów charakterystycznych dla wczesnego, tzw. Era Plancka wszechświata ( 10 -43 C), gdy najważniejsze okresy miały miejsce w tym wyjątkowo krótkim okresie. Zdarzenia, których konsekwencje próbują opisać współczesną naukę.

W Ch. 2 Wspólne problemy kwantyzacji i fizyki kwantowej, które (wraz z jego relatywistyczną uogólnieniem - teorię pola kwantowego) od dawna i bardzo z powodzeniem stosowane do opisania właściwości poszczególnych atomów i cząstek, a także wyjaśnienia wyników eksperymentalnych w fizyce jądrowej . Jednak tylko w ostatnich latach zaczęliśmy rozumieć głębokie znaczenie tej teorii. Penrose był w stanie doskonale pokazać, że w swojej wewnętrznej strukturze, bardzo trudne (intuicyjnie nieokieliczne) reprezentacje, które nie mają analogów w mechanice klasycznej. Na przykład, nieustalność oznacza, że \u200b\u200bgdy pojawia się para cząstek antiparticle, każdy z nich zachowuje "pamięć" o procesie urodzenia w tym sensie, że cząstki te nie można uznać za całkowicie niezależne od siebie. Roger wyjaśnia to fakt, że "zamieszanie kwantowe obiektów jest niesamowitym zjawiskiem, który leży gdzieś między ich rozdzieleniem i stowarzyszeniem". Mechanika kwantowa pozwala nam nawet otrzymywać informacje o procesach, które się nie stało, ale można je wdrożyć. Różnica między mechanikami klasycznymi i kwantowymi jest szczególnie wymawiana w bardzo niezwykłym (z zwykłego punktu widzenia) problem tzw bomb bomb w eksperymencie Elsur-Vaidman.

Intuicyjnie niedopuszczalne funkcje są integralną częścią mechaniki kwantowej, ale przedstawia przed nami i głębszymi problemami. Penrose jest szczególnie zainteresowany pytaniem o fizykę, możliwe jest podłączenie zjawisk kwantowych z zachowaniem systemów na poziomie makroskopowym. W tej bardzo kontrowersyjnej sytuacji wielu fizyków stosuje quantum mechaniczne przepisy, po prostu techniki obliczeniowe, które umożliwiają uzyskanie zaskakująco dokładnych rozwiązań. Takie podejście, mimo swojej skuteczności (prawidłowo stosowanie niektórych metod, otrzymasz z pewnością otrzymasz z pewnością lojalnych odpowiedzi), w istocie, tylko niegrzeczne i pozbawione łaski z prostego i liniowego świata zjawisk kwantowych do prawdziwego świata eksperymentatora. Przejście przeprowadza się za pomocą tak zwanego "załamania funkcji falowej" lub "Redukcja stanu wektora stanu". Penrose jest przekonany, że jednocześnie standardowy przyjęcie mechaniczne kwantowe straciło bardzo znaczącą część obrazu świata fizycznego, i musimy opracować zupełnie nową teorię, która w jakiś sposób obejmuje określoną "obiektywną redukcję funkcji fal". Taka teoria z odpowiednimi przejściami ograniczonymi zostanie zredukowana do konwencjonalnej mechaniki kwantowej i teorii pola kwantowego, ale powinna również opisać nowe zjawiska fizyczne (w szczególności, powinno pozwolić nam rozwiązać zadanie ilościowy pola grawitacyjne i dać opis wczesnego okresu rozwoju wszechświata).

W Ch. 3 Penrose próbuje zidentyfikować wspólne cechy związane z matematyką, fizyką i ludzką świadomością. Jeśli myślisz o tym, naprawdę uderza, że \u200b\u200bw najbardziej pozornie logicznych i abstrakcyjnych regionach fizyki i matematyki nie jest możliwe tworzenie programów dla naszych zwykłych komputerów dyskretnych (nawet dla najbardziej dokładnych i większości największych pamięci). Wszystkie komputery mogą być praktycznie nie mogą, na przykład, aby udowodnić matematyczne twierdzenia, jako zwykli ludzie matematyki. Wszystko to z drugiej strony jest doskonale spójne z jedną opcją słynnego twierdzenia Gödel, które w interpretacji Pennaation oznacza, że \u200b\u200bwnioski matematyczne (oraz ogólnie mówią, wszystkie procesy związane z myśleniem i zachowaniem) są przeprowadzane "nie szanujące "sposób. Wniosek ten wydaje się bardzo owocny, jeśli tylko dlatego, że jesteśmy intuicyjni, że prawie wszystkie nasze działania "świadomej percepcji" nie mogą zostać zredukowane do operacji obliczeniowych. Większość wcześniej wymienionych w poprzedniej książce Penrose "Shadows Umysłu" poświęcono takiej interpretacji twierdzenia Gödel, który ma szczególne znaczenie dla wszystkich logicznych budynków autora.

Penrose nagle widzi wiele wspólnych między głównymi problemami mechaników kwantowych i procesów świadomości. Na przykład uważa, że \u200b\u200bnieustalność i spójność kwantowa może wyjaśnić spójność USA ludzki mózgoraz "niespójność" charakter procesów świadomości może być związana, w swojej opinii, z obiektywnym upadkiem fali funkcji zmiennych makroskopowych. Penrose nie tylko formułuje te bardzo ogólne zasady mózgu, ale także próbując bezpośrednio zidentyfikować strukturę w mózgu odpowiadającym określonym procesom fizycznym.

Oczywiście wprowadzenie do książki jest bardzo słabe, może odzwierciedlać oryginalność, bogactwo i błyskotliwość oferowany przez autora pomysłów i koncepcji, ale chciałbym ponownie narysować uwagę czytelnika do głównych kierunków odgrywania ważnej roli do zrozumienia . Autor wpływa przede wszystkim do cudownej zdolności matematyki, aby faktycznie opisować podstawowe procesy natury. Penrose jest przekonany, że w pewnym sensie nasz świat fizyczny jest przejawem Platoni World Ility Mathematical. Obecnie, oczywiście, nikt nie próbuje przynieść matematyki przed próbami opisywania otaczającego świata lub montażu eksperymentalnie obserwowanych wzorców do formuł matematycznych. W rzeczywistości próbujemy teraz zrozumieć strukturę Wszechświata, w oparciu o niektóre z bardzo ogólnych zasad i z przepisów samej matematyki.

Nie jest zaskakujące, że proponowane w książce, takie śmiałych hipotez stały się przedmiotem ostrego kontrowersji, w którym naukowcy byli zaangażowani w najbardziej różnych specjalności i orientacji intelektualnej. Abner Shimoni na wiele sposobów uzgodnionych z penrose (na przykład uznaje niekompletność zwykłego sformułowania mechaniki kwantowej i zgadza się, że niektóre kwantowe występy mechaniczne są w pełni odpowiednie do opisania pracy mózgu), ale porównuje Roger Penropus z " Wspinacz, który wspina się nie na tej górze "i jest gotowa zaoferować własne podejścia do projektowania do rozwiązania tych zadań. Nancy Cartwright jest poproszony o fundamentalne znaczenie dla kwestii filozofii na temat tego, jakie nauk powinny opierać się na podstawie zrozumienia charakteru świadomości i jaka jest rola fizyki. Podnosi w dyskusji bardzo ostry temat zgodności (lub posiada informacje o sobie) praw różnych dyscyplin naukowych. Najbardziej krytycznym jest sekcja napisana przez Stephena Hawking, starego przyjaciela i kolegi Penurose. W wielu ocenach jest to stanowisko jastrzębie najbliższego punktu widzenia widzenia "medium fizyki". Oferuje autor przede wszystkim do opracowania procedury szczegółowej odzyskiwania (redukcja) funkcji fal. Jednak Hawking nie uważa, że \u200b\u200bopinia fizyków na temat problemów świadomości ma pewną specjalną wartość. Pojawienie się takich komentarzy jest dość naturalne, a penrose próbuje obalić je w swojej ogólnej odpowiedzi, która skomponuje ostateczny rozdział książki.

Jednym z zadań Penrose, zdecydowanie postanowił z brokatem - stworzył manifest lub program rozwoju fizyki teoretycznej XXI wieku. W pierwszych trzech rozdziałach książki udało mu się złożyć podłączony obraz tego, jak całkowicie nowy fizyk został "ułożony", oparty na ogólnej idei niespójności niektórych operacji i obiektywnej przywrócenia funkcji falowych, co jest Główna idea książki. Poprawność proponowanych pojęć ostatecznie zostanie ustalona, \u200b\u200bczy penrose i jego zwolennicy mogą naprawdę stworzyć fizyczną teorię nowego typu. W każdym razie, nawet jeśli prace nad tym programem nie doprowadzi do szybkiego sukcesu, główne idee, w moim głębokim przekonaniu, będzie owocnym wpływem na przyszły rozwój fizyki teoretycznej i matematyki.

Rozdział 1. Czas na czas i kosmologia

Książka oferowana czytelnikowi nazywa się "dużym, małym i ludzkim umysłem", a zatem, w pełnej zgodności z tytułem, jego pierwsze rozdziały są poświęcone największym i większościom małych obiektów w fizycznym wszechświecie otaczającym nas, co jestem z Ograniczając schematy i prostota przedstawiona w formie "sfery" na FIG. 1.1. Nie spędzę czasu na czysto "botaniczne" opisy tego, co i jak to dzieje się w różnych częściach wszechświata, i postaram się zwrócić uwagę na analizę i zrozumienie prawdziwych praw, które zarządzają jego zachowaniem. Głównym powodem podzielę prawa fizyczne na części odnoszące się do "dużego" i "małe", jest to, że ogólne wzorce procesów fizycznych w bardzo dużej i bardzo małej skali są bardzo różne. Centralny temat Ch. 3, gdzie rozmawiamy o ludzkiej świadomości, jest to dokładnie ten wyróżniający się rozróżnienie między prawami przyrody dla różnych zjawisk. Ponieważ porozmawiam o świecie fizycznym w języku opisującym teorie fizyczne, jestem po prostu zobowiązany do powiedzenia przynajmniej coś o innym świecie - świat Platona, filozoficzny widok świata pomysłów, absolutów i prawd matematycznych. Oczywiście, Platonovsky World zawiera inne absolutne koncepcje (takie jak dobre i piękno), ale w tym przypadku rozmawiam tylko o zasadach matematycznych i pojęć. Niektórzy ludzie są trudno wyobrazić sobie istnienie tego świata w ogóle, i wolą rozważyć koncepcje matematyczne po prostu przez pewne wyidealizowane formy obiektów naszego świata fizycznego, aw tym przypadku, oczywiście, oczywiście "świat matematyczny" należy rozważyć tylko jako pokolenie naszego świata fizycznego (rys. 1.2).

Figa. 1.1.

Figa. 1.2.

Osobiście przypuszczam (i wydaje mi się, że większość matematyków i fizyków przestrzegała o tym samym punkcie widzenia), że matematyka ma inne, poważniejsze fundacje i jest pewną strukturą zarządzaną przez własne ponadczasowe prawa. Dlatego też wiele fizyków i matematyków wolą rozważyć świat fizyczny przez pokolenie "ponadczasowego" matematycznego świata pomysłów. Odpowiedni obraz (rys. 1.3) bez jej prostoty jest bardzo ważne dla osób rozpatrywanych w tej książce (zwłaszcza odnosi się do materiału rozdz. 3).

Figa. 1.3.

Najbardziej niezwykłą charakterystyczną dla praw natury jest to, że podlegają prawom matematycznym z niezwykle wysoką dokładnością. Głęboko rozumiemy prawa natury, tym bardziej czują, że świat fizyczny w jakiś sposób znika, "odparowuje" i pozostajemy twarzą w twarz z czystą matematyką, tj. Mamy do czynienia tylko do świata zasad matematycznych i pojęć.

Przed przystąpieniem do dalszego rozważenia powinniśmy ocenić tymczasowe i przestrzenne skalę wszechświata i jakoś je związać z miejscem i roli osoby na obrazie ogólnym świata. Podjęłam próbę połączenia skali niektórych znanych obiektów i procesów na pojedynczy wykres (rys. 1.4), gdzie czasy charakterystyczne są prezentowane lewą, a po prawej - charakterystycznych wymiarach. W lewym dolnym rogu rysunku wskazano minimalną skalę czasu, która ma jakiś rodzaj fizycznego znaczenia. Ten przedział czasu wynosi 10 -43 s, zwany czas planowanialub "chronone" i jest znacznie krótszy niż czas trwania wszystkich procesów znanych nam, w tym bardzo krótkie procesy. Fizyka cząstek elementarnych (na przykład, czas istnienia najbardziej krótkotrwałych rezonansów cząstek wynosi około 10 -23 c). Nad diagramem w skali logarytmicznej wskazano czas trwania niektórych znanych procesów, do wieku wszechświata.

Figa. 1.4. Charakterystyczny czas oraz rozmiar niektórych obiektów i procesów wszechświata.

Po prawej stronie diagramu znajdują się odległości odpowiadające określonej skali czasu. Czas Plancka (Chronon) odpowiada podstawowej jednostce o nazwie długość planowania. Dwa te wartości naturalnie pojawiają się przy każdej próbie połączenia teorii fizycznych opisujących bardzo duże i bardzo małe przedmioty (mówimy o ogólnej teorii względności Einsteina i mechaniki kwantowej). Wraz z dowolną kombinacją wariantów tych teorii, długość i czas deski działają jako podstawowe jednostki pomiaru. Przejście z lewej skali diagramu w prawo jest wykonane przez pomnożenie prędkości światła, co ułatwia dopasowanie dowolnego okresu z odległością przechodzącym przez sygnał świetlny w tym czasie.

Wymiary obiektów fizycznych zmieniają się od 10 -15 m (charakterystyczny rozmiar cząstek elementarnych) do 10 27 m (promień obserwowanego wszechświata, w przybliżeniu odpowiadający jej wieku, pomnożone przez szybkość światła). Ciekawe jest ocena pozycji, która na diagramie zajmuje my, ludzie.

W skali rozmiarów jesteśmy gdzieś w środku, będąc niezwykle dużym w stosunku do długości deski (i przekraczając wielkość cząstek elementarnych dla wielu rzędów wielkości), ale bardzo mały w skali całego wszechświata. Z drugiej strony, w skali czasowych procesów, czas trwania życia ludzkiego wygląda całkiem dobrze, a może być porównywany z wiekiem wszechświata! Ludzie (a zwłaszcza poeci) uwielbiają narzekać na efemery ludzka egzystencjaJednak nasze miejsce na osi czasu nie jest żałosne ani nieistotne. Oczywiście powinniśmy pamiętać, że wszystkie powyższe należy do "skali logarytmicznej", ale jego użycie wydaje się całkowicie uzasadnione, biorąc pod uwagę takie gigantyczne zakresy wartości. Innymi słowy, liczba mieszkańców ludzkich ułożonych w wieku wszechświata jest znacznie mniejsza niż liczba razy deski (lub nawet życie cząstek podstawowych) ułożonych w długości życia danej osoby. W istocie jesteśmy dość stabilnymi strukturami wszechświata. Jeśli chodzi o skalę przestrzenną, naprawdę jesteśmy gdzieś w środku skali, w wyniku czego nie jesteśmy dani postrzegani w bezpośrednich doznach, ani bardzo dużych, ani bardzo małych przedmiotach świata fizycznego wokół nas.

Spójrzmy na to, jakie teorie fizyczne opisują obiekty takie różne rozmiary. Na diagramie. 1.5 Próbowałem "wycisnąć" wszystkie istniejące fizyki. Jednocześnie, oczywiście, musiałem poświęcić wiele drobnych szczegółów (na przykład wyrzucić wszystkie równania i sekcje nauki poza obrazem!) Jednak moim zdaniem zachowałem podstawowe teorie.

Figa. 1.5.

Najważniejszą sytuacją jest to, że w fizyce stosuje się dwa zupełnie inne podejścia. Opisać zachowanie mikrojekci, używamy mechaniki kwantowej (wyznaczyłem go na rysunku ze słowami "Poziom kwantowy"), który jest opisany bardziej szczegółowo w Ch. 2. Większość ludzi uważa, że \u200b\u200bmechanika kwantowa jest dziwną, tajemniczą i nierestalistyczną teorią, ale jest nieprawidłowy. W rzeczywistości, jeśli rozważasz zdarzenia na poziomie kwantowym, teoria kwantowa jest całkowicie dokładna i deterministyczna. Najbardziej znanym stosunkiem jest równanie Schrödingera, która określa zachowanie kondycja fizyczna System kwantowy (nazywa się po prostu stan kwantowy.) I oczywiście jest całkowicie dokładny i deterministyczny. Używam litery U, aby wyznaczyć wszystkie obliczenia lub metody związane z rozważeniem kwantowym. Niepewność w mechanice kwantowej występuje tylko podczas wykonywania tak zwanego "pomiaru", co wymaga znaczącego "wzrostu" skali zdarzeń do przejścia z poziomu kwantowego do klasycznego. Bardziej szczegółowo rozważymy te problemy w Ch. 2.

Dzięki dużej skali korzystamy z prezentacji fizyki klasycznej, co jest całkowicie deterministyczne. Obejmuje prawa mechaniki Newtona, prawa Maxwella (umożliwiające wprowadzenie do fizyki koncepcji energii elektrycznej, magnetyzmu i światła), dwie teorie względności Einsteina (specjalna teoria względności, opisującą ruch Tel z dużą prędkością i Ogólna teoria względności dla systemów o potężnych dziedzinach grawitacyjnych) i wszystkie te prawa są wykonywane na dużych odległościach o wyjątkowo wysokiej dokładności.

Zauważam również to na rys. 1.5 Użyłem terminu "Obliczalność" do charakterystyki i kwantowej i fizyki klasycznej. W pierwszych dwóch rozdziałach ta koncepcja jest praktycznie nie stosowana, ale ważne jest, aby zadania omówione w Ch. 3, gdzie uważa się za ostrożnie problem "obliczenia".

Ten rozdział jest poświęcony głównie teorii względności Einsteina, jej charakterystycznych cech, wyjątkowej dokładności, a także niesamowitej elegancji i elegancji. Musisz jednak najpierw powiedzieć przynajmniej krótki o fizyce Newtona. Krótko po Einsteinie opracował ogólną teorię względności, Kartan wykazał, że teoria Newtoniańska Grawitacja pozwala również wprowadzić pomysł na jeden czas. Fizyczny obraz w mechanice Galilei i Newtona pozwala przedstawić czas na miejsce, wprowadzając globalną (globalną) współrzędną doczesną, po czym stan systemu można opisać po prostu przez zestaw kolejnych diagramów (Rys. 1.6), w którym sekcje czterymensowej przestrzeni odpowiadają różnym punktom czasu. Każda taka sekcja przestrzenna (tj. Samolary na rys. 1.6) odpowiada zwykłej euklidom trójwymiarowej przestrzeni. Charakterystyczną cechą Newtonowskiego Czasu przestrzeni jest to, że wszystkie "sekcje" istnieją w nim, ponieważ były jednocześnie.

Figa. 1.6. Pojedynczy czas w mechanice Galileo-Newton. Proste linie odpowiadają równomiernie poruszać się cząstkami.

Tak więc, na przykład, wszystkie zdarzenia występujące w północnym poniedziałku leżą w dolnej płaszczyźnie poziomej wykresu; Wszystko, co dzieje się w północno-wtorek, znajduje się na następnej płaszczyźnie, itp. Sekcje tymczasowe wzdłuż osi czasu są po prostu podawane po prostu sekwencję pomieszczeń euklidesowych w czasie. Wszyscy obserwatorzy (niezależnie od ich metody ruchu w czasie) naprawiają te same zdarzenia w tym samym czasie, ponieważ widzą te same "sekcje" lub "sekcje", pojedynczy czas przestrzeni.

Jest to zupełnie inne rzeczy, są w specjalnej teorii względności Einsteina, gdzie czas i, odpowiednio, pełny obraz czasu przestaje być wartościami uniwersalnymi, jak w fizyce Newtona. Aby zademonstrować istotną różnicę tych teorii, musimy najpierw wprowadzić jedną z najważniejszych przedstawień teorii względności - tzw. lekki stożek.

Jaki jest stożek lekki? Wyobraź sobie wybuch światła w określonym punkcie przestrzeni i w pewnym momencie (to jest zdarzenie W przestrzeni czasu), po czym fale zaczynają rozprzestrzeniać się z prędkością światła, przekazując sygnał zdarzenia. W współrzędnych przestrzennych front propagacji ma rodzaj sfery rozszerza się z prędkością światła (rys. 1.7, b.) Jednak w pełnym układzie współrzędnych (czas przestrzeni) otrzymamy znacznie bardziej złożone zdjęcie (rys. 1.7, ale), w którym przemieszczenia poziome odpowiadające zmiany na FIG. 1.6. Niestety obraz na rys. 1.7, ale Jest tylko dwuwymiarowy (płaszczyzna wzorcowa), ponieważ używamy tylko trzech wymiarów na obraz czterymensjonalnej przestrzeni czasu. Dlatego musimy przedstawić wybuch światła do punktu na początku współrzędnych (zdarzenie), a następnie kółka na sekcjach poziomych odzwierciedlających prawdziwy ruch belki światła (fale) przez przestrzeń. W tym przypadku ruch promieni świetlnych tworzy stożek w czasie, którą górna część opisuje historię "wybuchu" przez ruch promieni świetlnych w przyszły czas. Z drugiej strony dolna część stożka odpowiada przybyciu promieni świetlnych z przeszłości do punktu wybuchu (ta część diagramu jest zwykle nazywana stożkiem światła przeszłości). Obserwator otrzymuje wszystkie informacje z promieni świetlnych rozprzestrzeniających się przez powierzchnię stożka!

główny » Śnić » Duży mały i ludzki umysł Audiobook.

Roger Penrose, Abner Shimoni, Nancy Cartwright, Stephen Hawking Duży, mały i ludzki umysł

O autorach.

Pożyczone rysunki

PRZEDMIOTOWY TRYSPORY.

Przedmowa. Malcolm Longeir.

Rozdział 1. Czas na czas i kosmologia

Roger Penrose, Abner Shimoni, Nancy Cartwright, Stephen Hawking
Duży, mały i ludzki umysł